一种利用混合工质变浓度调节的空调系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用两种沸点不同的混合工质的浓度变化来调节温度的空调系统，通过采用精馏塔塔顶加凝结器和贮液器，塔底加再沸器所形成的精馏系统与主系统相连，再加上电磁阀的控制即可实现温度的调节，该系统结构简单，能够快速提供工质浓度的变化，基本上不需要外界热源，季节效能比也得到提高。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用精馏塔进行调节的空调系统。空调系统提高季节性能通常采用的是容量调节方式，如文献Performanceevaluation of a variable speed mixed refrigerant heat pump PB92-143759中介绍的变混合制冷热泵系统采用变速压缩机，初始热泵充灌工质为能提供最大负荷的80％R22+20％R13B1，配以与主膨胀阀并联的精馏系统，精馏塔上部的冷却贮液器中贮有经分离得到的以R13B1为主的液态工质，在塔底得到的是以R22为主的液态工质，制冷系统循环工质浓度的变化靠调整电子膨胀阀的开度，从而迫使进入精馏系统的工质流量发生变化来进行的，不足的是由于精馏塔具有变浓度效果的必要条件是塔底必须有气态工质上升，所以当由于工况的变化使毛细管节流不足时会影响分离效果。本专利技术的目的在于提供一种通过改变系统中混合的两种不同沸点工质的浓度来调节房间温度的空调系统。本专利技术的目的是这样实现的整个空调系统由主循环系统和精馏系统两部分组成，主循环系统(即为现有空调装置泡括压缩机、室外换热器、室内换热器、风机；精馏系统包括精馏塔、贮液器、再沸器、凝结器，精馏塔顶与凝结器连接，塔底下是再沸器，再沸器内有盘管式换热器，盘管式换热器的一端接压缩机，另一端通过四通阀与室外换热器连接，同时通过电磁阀A1与温控阀B1连接精馏塔的进料口，室内换热器与压缩机之间也通过四通阀连接，温控阀B3接在室内换热器与室外换热器之间以代替原来的毛细管，在温控阀B3的两端分别接有电磁阀A、B，四通阀与电磁阀A、B共同起到使系统进行冬夏转换作用，在电磁阀A、B的交汇处接有温控阀B2，贮液器与再沸器通过电磁阀A3、A2连接，贮液器另一端与凝结器管路相连，温控阀B2的一端接在电磁阀A2、A3之间，整个系统中混合充灌了两种不同沸点的工质，温控阀B1、B2、B3受系统过热度控制，其中B1、B2动作方向相反，以保证进出主循环系统工质流量的平衡，受室内温度负反馈控制的电磁阀A1、A2、A3根据设定的室内温度值的偏离程度而开闭。本专利技术具有以下优点1.即使在精馏系统启动或由于其它原因未及时分离出产品时，由于贮液器或再沸器内均贮有一定量的工质可及时提供于主循环系统，在一定时间内起到了缓冲作用，这样不会因精馏系统暂时不正常而影响主循环系统的正常运行。2.再沸器内设以压缩机排气为热源的盘管式换热器，使精馏过程不用外界能源，在制冷时节省了冷凝器换热面积，有利于降低冷凝温度，同时使得在任何工况下均有蒸气从精馏塔底上升，从而保证精馏过程的有效和稳定进行。3.温控阀B2、B3对主循环系统内循环工质及由精馏系统进入主循环系统的工质分别在一定压差下进行节流控制，两路工质互不干扰。4.温控阀B1、B2受过热度控制保证了主循环系统内工质总量的相对稳定。附图说明图1是本专利技术的系统工作原理图。其中1精馏塔，2填料，3贮液器，4再沸器，5压缩机，6室外换热器，7室内换热器，8凝结器，9盘管式换热器，10回流阀，11四通阀，12风机，A、B、A1、A2、A3电磁阀，B1，B2、B3温控阀。下面结合附图给出本专利技术的详细工作过程。在图1中，整个系统混合充灌了两种高、低沸点的工质，其中再混器4中高沸点工质浓度较高，贮液器3中低沸点工质浓度较高，分别给系统设定冬夏两种季节的温度值及偏差值|ΔT|，如果房间温度在偏差值|ΔT|范围之内，则电磁阀A1、A2、A3关闭，主循环系统与精馏系统脱离单独运行，此时主循环系统容量近似为外界负荷。当由于环境温度变化，使主循环系统大于外界负荷时，如在夏季室外温度降低造成室内温度低于设计值的范围超过偏差值-ΔT时，电磁阀A1、A2开，精馏系统向主循环系统提供高沸点为主的混合工质，主循环系统容量下降。当主循环系统满足要求，室内温度回升到允许的偏差值|ΔT|之内时，电磁阀A1、A2关，主循环系统重新与精馏系统脱离。反之如果主循环系统容量小于外界负荷，室内温度上升时，电磁阀A1、A3开，精馏系统向主循环系统提供低沸点为主的混合工质，主循环系统容量上升。当主循环系统容量增加到使室内温度回到设计值的允许偏差值|ΔT|之内时，电磁阀A1、A3关。若室外温度达到最高，外界负荷达到最大，则贮液器3达最低液位，再沸器4达最高液位，反之亦然。当冬季主循环系统按热泵运行时，受室内温度偏差控制的电磁阀A2、A3动作互换。整个系统依靠四通阀11及电磁阀A、B进行冬夏转换，冬季电磁阀A开B关，夏季电磁阀B开A关，图中箭头为夏季制冷时的工质走向，即压缩机5出口工质进入再混器4内的盘管式换器9放热后，一部分进入室外换热器6冷凝，另一部分通过电磁阀A1作为精馏塔1的进料，当电磁阀A2开时，工质由再沸器4底部通过温控阀B2向主循环系统提供高沸点工质，当电磁阀A3开时，工质由贮液器3通过温控阀B2向主循环系统提供低沸点工质。冬季工质的走向正好与此相反。当进出主循环系统的工质流量不平衡，使主循环系统工质增加时，由过热度控制的温控阀B1开大，反之关小。当室内换热器7出口工质过热度减少时，受过热度控制的温控阀B2关小，反之开大。权利要求1.一种空调系统由压缩机(5)、室外换热器(6)、室内换热器(7)、风机(12)、毛细管组成，其特征在于毛细管可由温控阀(B3)代替，在温控阀(B3)两端各接有电磁阀(A)、(B)，电磁阀(A)、(B)的另一端汇合后，接在电磁阀(A2)、(A3)中间，电磁阀(A2)的另一端与再沸器(4)底部相连，再沸器(4)上部接精馏塔(1)底部，精馏塔(1)顶装有凝结器(8)，贮液器(3)的一端与凝结器(8)管路相连，另一端接电磁阀(A3)，压缩机(5)一端接再沸器(4)中的圆盘式换热器(9)，圆盘换热器(9)的另一端经四通阀(11)与室外换热器(6)连接，同时经电磁阀(A1)与精馏塔(1)的进料口相连，压缩机(5)的另一端经四通阀(11)与室内换热器(7)连接，整个系统混合充灌了两种不同沸点的工质。2.根据权利要求1所述空调系统，其特征在于，在电磁阀(A)、(B)交汇处与电磁阀(A2)、(A3)交汇处之间装有一温控阀(B2)，精馏塔(1)的进料口前还加有一温控阀(B1)，动作方向相反的温控阀(B1)、(B2)都受系统过热度控制。全文摘要本专利技术公开了一种利用两种沸点不同的混合工质的浓度变化来调节温度的空调系统，通过采用精馏塔塔顶加凝结器和贮液器，塔底加再沸器所形成的精馏系统与主系统相连，再加上电磁阀的控制即可实现温度的调节，该系统结构简单，能够快速提供工质浓度的变化，基本上不需要外界热源，季节效能比也得到提高。文档编号F24F5/00GK1135592SQ9610088公开日1996年11月13日 申请日期1996年2月2日 优先权日1996年2月2日专利技术者杨昭, 马一太, 吕灿仁, 苏维诚, 李丽新, 朱强, 陶建军 申请人:天津大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空调系统由压缩机（５）、室外换热器（６）、室内换热器（７）、风机（１２）、毛细管组成，其特征在于毛细管可由温控阀（Ｂ３）代替，在温控阀（Ｂ３）两端各接有电磁阀（Ａ）、（Ｂ），电磁阀（Ａ）、（Ｂ）的另一端汇合后，接在电磁阀（Ａ２）、（Ａ３）中间，电磁阀（Ａ２）的另一端与再沸器（４）底部相连，再沸器（４）上部接精馏塔（１）底部，精馏塔（１）顶装有凝结器（８），贮液器（３）的一端与凝结器（８）管路相连，另一端接电磁阀（Ａ３），压缩机（５）一端接再沸器（４）中的圆盘式换热器（９），圆盘换热器（９）的另一端经四通阀（１１）与室外换热器（６）连接，同时经电磁阀（Ａ１）与精馏塔（１）的进料口相连，压缩机（５）的另一端经四通阀（１１）与室内换热器（７）连接，整个系统混合充灌了两种不同沸点的工质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，马一太，吕灿仁，苏维诚，李丽新，朱强，陶建军，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]